Заклепка потайная Советский патент 1979 года по МПК F16B19/06 

Изобретение относится к области машиностроения, для соединения деталей, несущих переменные отрывные нагрузки, для герметичных соединений. Известна потайная заклепка, выполненная в виде цилиндрического стержня с конической закладной головкой, на торце которой предус.мотрен компенсатор, причем компенсатор выполнен в виде расположенного соосно стержню усеченного конуса, опирающегося своим большим основанием на торец закладной головки, при этом диаметр большего основания усеченного конуса равен диаметру стержня 1. Однако известная заклепка имеет малый ресурс на отрывных нагрузках. Это объясняется тем, что при штамповке заклепок в местах перехода головки к стержню образуются микротрешины, которые при перемешенных (пульсирующих) нагрузках разрастаются и приводят к отрыву головки от стержня. Кроме того, компенсатор не всегда обеспечивает достаточно качественного заполнения отверстия в деталях. Известна также заклепка потайная, содержащая цилиндрический стержень и коническую закладную головку с компенсатором на торце в виде усеченной сферы, опирающейся своим большим основанием на торец головки 2. Эта заклепка является наиболее близкой к изобретению по техническому существу и достигаемому результату. Однако эта заклепка также имеет малый ресурс прочности и герметичности. Цель изобретения - повышение усталостной и статической прочности крепления при отрывных нагрузках на головки заклепок и улучшение герметичности соединений. Эта цель достигается тем, что головка заклепки выполнена с дополнительным компенсатором в виде усеченного конуса, опирающегося своим большим основанием на меньшее основание сферического компенсатора, а радиус перехода от конической головки к стержню равен диаметру стержня. Диаметр большего основания дополнительного компенсатора больше меньшего его основания в четыре раза, высота сферического компенсатора меньше высоты головки в четыре раза, а высота дополнительного компенсатора больше высоты сферического компенсатора в четыре раза.

На фиг. 1 - изображена предлагаемая заклепка (общий вид); на фиг. 2 - заклепка при установке в обшивку (схема установки заклепки).

Потайная заклепка содержит стержень 1, закладную головку 2, компенсатор 3, расположенный на торцовой поверхности закладной головки 2. Компенсатор 3 выполнен в виде усеченной сферы А (нижняя часть), несущей на себе дополнительный компенсатор в виде усеченного конуса Б (верхняя часть). Такое выполнение компенсатора делает его более технологичным и способствует более полному заполнению отверстия при клепке. Закладная головка 2 соединена со стержнем 1 криволинейным переходом (концентратором), имеющим радиус R мм (в зависимости от диаметра d стержня) и равняется диаметру стержня d. Наибольщий диаметр D компенсатора 3 равен диаметру закладной головки 2, нижний же диаметр (основание di дополнительного компенсатора) больше верхнего da примерно в четыре раза. При этом высота закладной головки, принятая равной h, влияет на другие размеры заклепки. Так, высота сферического компенсатора равна hi 1/4 h, а высота дополнительного компенсатора, выполненного в виде усеченного конуса Б, равна 4h2. Диаметр большего основания di дополнительного компенсатора, выполненного в виде усеченного конуса Б, равен 4d2.

Длина L заклепки выбирается при этом по формуле:

L ESi -f l,5d,

где E 6i - толпдина пакета (обшивка) (см. фиг. 2);

d - диаметр стержня.

RC выбирается в зависимости от диаметра стержня d. Так, для диаметра заклепки d 3,5 мм, 12,5 мм.

В процессе выполнения соединения при приложении усилия к торцам заклепки одновременно с деформацией стержня и. образованием замыкающей головки 4 (см. фиг. 2) деформируется компенсатор 3 в виде усеченной сферы А, имеюпяий плопдадь поперечного сечения по наибольще.му диаметру D, равную площади поперечного сечения закладной головки, и внедряется в тело закладной головки 2 заподлицо с ее торцом, вынуждая раздаваться материал закладной головки 2. При этом закладная головка 2 деформируется и принимает форму конического гнезда, плотно заполняя неровности и другие дефекты его поверхности. Внедрение же дополнительного компенсатора в виде усеченного конуса Б в компенсатор А и далее в закладную головку 2 способствует более полному и качественному заполнению оставшихся после расклепывания неровностей между

конусом закладной головки 2 и стенками зенкованного отверстия в обшивке.

Изменение геометрии заклепки потайной

позволило устранить влияние концентратора

при нагружении заклепки динамическими

и повторно - статическими отрывными нагрузка.ми.

По результатам статических испытаний заклепок на отрыв разрушающая нагрузка по сравнению с обычными заклепками возросла более -чем в 2,5 раза. При этом замечено, что разрушение у предлагаемых заклепок происходило по цилиндрической части стержня 1, тогда как у обычных заклепок и у заклепок с компенсатором имели место 5 деформация головки 2 и отрыв ее.

В результате усталостных испытаний выявлено увеличение долговечности соединений с предлагаемыми заклепками в 2,7 - 4,4 раза (в зависимости от уровня нагружения) по сравнению с заклецками с компенсатором, а по сравнению с обычными заклепками - более чем в 10 раз.

Такое выполнение заклепки повышает прочность клепаного соединения, качество, герметичность и увеличивает статическую 5 прочность и ресурс в 2,7 - 4,4 раза в зависимости от уровня нагружения.

Формула изобретения

, 1. Заклепка потайная, содержащая цилиндрический стержень и коническую закладную головку с компенсаторо.м на торце в виде усеченной сферы, опирающейся своим большим основанием на торец головки, отличающаяся тем. Что, с целью повышения прочности и герметичности соединений, головка заклепки выполнена с дополнительным компенсатором в виде усеченного.конуса, опирающегося своим большим основанием на меньшее основание сферического компенсатора, а радиус перехода от конической головки к стержню равен диаметру стержня.

2.Заклепка по п. 1, отличающаяся тем, что диаметр большего основания дополнительного компенсатора больше меньшего его основания в четыре раза.

3.Заклепка по п. 1, отличающаяся тем.

ЧТО высота сферического компенсатора меньше высоты головки в четыре раза.

4. Заклепка по п. 1, отличающаяся тем, что высота дополнительного компенсатора больше высоты сферического компенсатора в четыре раза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство № 409016. кл. F 16 В 19/06, 1972.

2.Патент Англии № 1390480, кл. F 2 Н, 1975.